آموزش علوم تجربی

نگاهی تازه به علوم و آموزش آن

فصل ها چگونه به وجود می آیند؟+ انواع حرکت زمین

کره زمین  دارای سه نوع حرکت است :

۱- حرکت انتقالی:

زمین در هر ۳۶۵ روز و ۶ ساعت یکبار روی مدار بیضی شکلی که قطر بزرگ آن ۹۳۰ میلیون کیلومتر طول دارد و خروج از مرکز آن ۰٫۰۱۶۷ است به دور خورشید می‌چرخد. سرعت حرکت انتقالی زمین تقریبا ۱۰۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت است. تمایل محور زمین نسبت به مدار آن ، در طول حرکت انتقالی فصول را بوجود می‌آورد. مدار انتقالی زمین کاملا دایره نیست ، بلکه بیضوی است و خورشید در یکی از دو کانون آن قرار دارد.

۲- حرکت وضعی:

زمین در هر ۲۴ ساعت یکبار به دور محوری که نسبت به سطح مدار آن زاویه ۲۳ درجه ۲۷ دقیقه تشکیل می‌دهد، می‌چرخد یعنی زمین هر ۲۴ ساعت یک بار از غرب به شرق به دور خود می‌گردد، از این حرکت شب و روز حاصل می‌شود. به علت صلب بودن زمین ، سرعت خطی نقاط مختلف آن متناوب است بطوری که سرعت خطی زمین در استوا ۴۶۵٫۷ متر در ثانیه و سرعت خطی آن در قطبین صفر است. در هر لحظه نیمی از زمین مقابل خورشید قرار می‌گیرد و نیمی دیگر تاریک است به این حرکت که به دور محور فرضی زمین است که از قطبین می‌گذرد حرکت وضعی می‌گویند. و به این قسمت از نیمه روشن زمین دایره عظیمه روشنایی نام نهاده‌اند.

تمایل محور زمین سبب می‌شود که در دو فصل زمستان و تابستان بخصوص دایره عظیمه روشنایی قسمتی از قطبین را شامل شود و طول شبانه روز در دو نیمکره شمالی و جنوبی و در فصول مختلف سال یکسان نباشد. زمین در هر ساعت ۱۵ درجه به دور خورد می‌گردد طول هر روز از تقسیم زاویه بین طلوع و غروب خورشید به ۱۵ بدست می‌آید. در اعتدالین طول شبانه روز با همدیگر برابر است.


۳- حرکت تقدیمی :

از آنجایی که محور گردشی زمین ۵/۲۳ درجه از محور فرضی (راستای شمال – جنوب زمین ) آن انحراف دارد این حرکت باعث می شود این محور دربازه زمانی تقریبا طولانی ٢۶٠٠٠ ساله سطح یک مخروط را جاروب کند.

حرکت تقدیمی  زمین عامل اصلی به وجود آمدن فصول بر روی کره زمین است.

همانطور که در تصویر پایین مشاهده می شود هنگامیکه نیمکره شمالی در نقطه انقلاب زمستانی است با وجود اینکه زمین به خورشید نزدیکتر است میزان متوسط نوری که از خورشید دریافت می کند کمتر است زیرا اشعه خورشید به طور مایل به زمین می تابد.

(شاید این از خوش شانسی ما باشد که در این بخش از کره زمین زندگی می کنیم. به دلیل اینکه زمستان ها وتابستان های معتدل تری نسبت به بخشهای جنوبی سیاره تجربه می کنیم! )

اگر محور زمین کاملا بر مدار انتقالی عمود بود، تغییر فصول و تغییر طول شبانه روزی پیش نمی‌آمد ولی ثابت بودن جهت محوری و در نتیجه ثابت بودن زوایه تمایل محوری نسبت به مدار حرکت انتقالی سبب می‌گردد که در تابستان در نیمکره شمالی خورشید در حد مدار ۲۳٫۵ شمالی یعنی مدار راس السرطان به حالت عمودی بتابد و دایره عظیم روشنایی قطب شمال را در بر گیرد ولی قطب جنوب در تاریکی به سر برد. در همین حال خورشید در نیمکره شمالی وسط روز در بالای افق ظاهر می‌شود و مقدار انرژی خورشیدی که به نیمکره شمالی می‌رسد بیشتر از نیمکره جنوبی است.

در زمستان در نیمکره شمالی وضع برعکس است. خورشید در اوج خود در حد مدار ۲۳٫۵ جنوب خط استوا به حالت عمودی بر زمین می‌تابد. دایره عظیمه روشنایی قطب جنوب را روشن می‌کند و قطب شمال در تاریکی فرو می‌رود خورشید در نیمکره شمالی در افق پائین ظاهر می‌شود ولی در نیمکره جنوبی در افق بالاست. انرژی خورشیدی در این در این حال بیشتر به نیمکره جنوبی می‌رسد. مدار ۲۳٫۵ نیمکره جنوبی را راس الجدی می‌گویند.

تاثیر حرکات زمین بر تغییر طول شب و روز

در نیمکره شمالی و در فصل تابستان دایره عظیمه روشنایی از قطبین نمی‌گذارد و این دایره در عرصه‌های بالا بیش از ۱۸۰۰ طول کره زمین را روشن می‌کند، در نتیجه طول شب و روز در تابستان با همدیگر فرق می‌کند. چون طول ساعات هر روز در هر نقطه از تقسیم درجات دایره عظیمه روشنی آن روز و در آن مکان ۱۵۰ بدست می‌آید، لذا در تابستان در نیمکره شمالی روز‌ها بلند و شبها کوتاه است.

در اواسط فصول پاییز و بهار (یا حد اعتدالین) به خاطر حفظ تمایل محوری زمین ، در ضمن حرکت انتقالی ، دایره عظیمه روشنایی از قطبین می‌گذرد، در نتیجه در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی دایره عظیمه روشنایی ، در تمام عرضهای جغرافیایی تقریبا در وسط این دو فصل ۱۸۰ زمین را در بر می‌گیرد و طول شبانه روز باهم مساوی و برابر ۱۲ ساعت می‌شود. طول شبانه روز در مدت زمان حرکت وضعی و تعداد روزها در حرکت انتقالی یک سال همیشه ثابت نبوده است.

طول شبانه روز در فصول مختلف سال تا یک ربع ساعت اختلاف پیدا می‌کند به علاوه طول شبانه روز در چهار صد میلیون سال پیش فقط ۲۲ ساعت بوده است و تعداد روزهای سال به چهار‌صد می‌رسیده است. این مطلب را از روی نمو روزانه مرجانها حساب کرده‌اند. در سطح زمین نقاطی که در بین استوا و عرضهای ۲۳۰٫۵ شمالی یا جنوبی هستند دو بار در سال ، در ظهر ، خورشید بر آنها بطور عمودی می‌تابد و فاقد سایه هستند.

+ نوشته شده در  شنبه 1390/07/30ساعت 6:59 بعد از ظهر  توسط مهدی رسولی کهکی  |